Era stadio Finale IRF530 - ora Hiraga 20W classe A

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Giaime
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Ecco la mia ultima domanda a Flavio Dellepiane e la sua risposta:


Gabriele:
"Hai mai provato a farlo andare con una corrente di riposo piu’ alta?

Per esempio 1 A?"

Flavio Dellepiane:

"Impossibile! Il tutto andrebbe in fumo in breve tempo... non è un amplificatore in classe A... "

Non gli ho chiesto la motivazione di questa sua affermazione.
Potrebbe essere solo un problema di dissipatori....

Diciamo che non e' molto loquace...

gabriele


Originally posted by gserpentino - 02/08/2007 : 15:27:38
Gabriele, non so se hai letto ciò che vado dicendo da 4 pagine a questa parte, a proposito di quello schema, della stabilità termica e della vostra idea di farlo andare in classe A... ; )

PS topic molto interessante proprio sulle questioni che stiamo discutendo:
http://www.diyaudio.com/forums/showthre ... did=103105

in particolare il post #20.

Ciao!
Giaime Ugliano
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Messaggio da gserpentino »

Sto provando a giocare con questo Hiraga 20W che ho modificato per utilizzare i componenti presenti sul mercato e che avevo selezionato per l'ampli della red circuit.

Immagine

magari riusciamo a farlo andare bene....

gabriele
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Messaggio da gserpentino »

Scusate, lo schema postato e' errato....
Ci sto lavorando..

gabriele
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Messaggio da gserpentino »

Ecco lo schema definitivo...

Immagine

Se qualcuno vuole provarlo e fare dei commenti....

ciao
gabriele
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Messaggio da Giaime »

Ciao Gabriele,

ci sto dando un occhio. Però vorrei capire dove hai preso questo circuito: non è che originariamente prevedeva mosfet laterali, tipo 2SK1058 e compagno?

Te lo chiedo perchè messo così il circuito è disastroso, a fronte di 60W dissipati dai mosfet ottieni si e no 15W di uscita con distorsione ancora accettabile... c'è qualcosa che non va :)

Ciao!
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Messaggio da gserpentino »

L'originale l'ho preso da qua.

http://www.tcaas.btinternet.co.uk/hiraga1.htm

Il problema principale e' che i componenti originali non sono piu'
prodotti.
Ho cercato di adattarlo ai componenti moderni e agli IRF530 che ho gia'.

Ho sentito parlare un gran bene di questo circuito creato da Jean Hiraga
negli anni '80.

ciao
gabriele
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Messaggio da Giaime »

L'originale l'ho preso da qua.

http://www.tcaas.btinternet.co.uk/hiraga1.htm

Il problema principale e' che i componenti originali non sono piu'
prodotti.

Originally posted by gserpentino - 12/09/2007 : 14:47:18
Caro Gabriele,

i mosfet sono una cosa, e i transistor sono tutt'altro. Se il problema è che i bjt finali del circuito di Hiraga sono irreperibili, meglio provare con dei 2N3055 (che costano poco) piuttosto che "trapiantarci" dei mosfet che hanno tutt'altre esigenze.

Se invece si vuole per forza usare gli IRF530, non è meglio cercare uno schema APPOSITAMENTE pensato per loro (magari di cui si è certi che qualcun altro l'ha già costruito...), piuttosto che tentare improbabili trapianti?

Ne sto cercando, appena ne trovo uno di semplice, lo posto, ok? :)

EDIT: guarda che bel link che ti dò, questo qui almeno ha chances di funzionare: 8)

www.irf.com/technical-info/appnotes/an-948.pdf

(ps è piuttosto vecchio, però, e il layout della PCB lascia a desiderare, eventuali threads su DIYAudio con molti suggerimenti, qui e qui).

Poi ho trovato pure questo che forse è interessante.

Ciao!
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Messaggio da gserpentino »

Nel secondo articolo si parla anche dello stesso circuito a mosfet ...
Ho riprovato con LTspice e mi da una dissipazione di circa 35 Watt di picco per mosfet in regime dinamico.

In regime statico ottengo 30 watt per mosfet.

Quindi con due mosfet ottengo 60 watt in totale?

gabriele
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Messaggio da gserpentino »

Taaacccc...

Immagine

Ecco un fantastico Hiraga 20W con 2n3055 e MJ2955 :)

Come dissipazione e potenza di uscita siamo agli stessi valori di quello a mosfet se non erro.

Giaime, cosa ne pensi?

Mi aiutate anche a calcolare l'impedenza di ingresso?

Ho provato a far andare quella cosa che ho fre la due orecchie (cervello) e mi e' risultata una impedenza di ingresso di 20k.

Ci ho preso?

Ho ricalcolato meglio .... 25K ....nel senso che dovrebbe essere
r19 // R4 * hfe + R8

gabriele
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Messaggio da Giaime »

Ciao Gabriele,

posto che sono estremamente scettico su un circuito che faccia dissipare 30W ad un 2N3055, basta provare per avere un bjt bruciato in più per la propria collezione di bjt bruciati. La "regoletta" per avere un finale in classe A affidabile (e lo dice Pass, mica Giaime) è di non superare la decina di watt dissipati in stato stazionario da ciascun dispositivo di potenza (un pelo di più se TO3, un pelo di meno se contenitori plastici).

Non fosse solo questo, a parte la rete d'ingresso che manca in questo schema, per la quale ci si mette 5 minuti a inserirla, mi lascia perplesso in generale questo schema, dalla regolazione del bias da radio della nonna (non c'è nessun sistema di compensazione termica, di controllo della corrente a riposo... zero assoluto, si fa affidamento solo ad un dissipatore mostruosamente enorme...).

Se mi chiedi cosa ne penso personalmente, non riesco assolutamente a capire con che criteri sia stato ideato questo schema, non so per che parametri sia "meglio" di moltissimi altri schemi di classe A affidabili e disegnati da persone estremamente competenti.

A me sembra che stiamo girando in tondo, molto in tondo. Ci sono gli schemi di Pass, ci sono quelli di Elliott, e se spulci diyaudio ci sono tantissimi altri progetti (non schemi buttati là, progetti veri e propri) ad opera di persone in gamba. Mi sfugge, ti ripeto, il perchè di questo girare in tondo a questo tipo di schemi...

L'autocostruzione, anche ai minimi livelli, costa: ed è per questo che mi spendo per evitarti delusioni (e transistor bruciati) nel tentare di costruire trabiccoli come quello sopraccitato... poi vedi tu eh :)

Ciao!
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Messaggio da gserpentino »

Per quanto riguarda lo schema hiraga 20 Watt classe A ho trovato questo.

http://www.jls-info.com/julien/audio/hiraga.htm

e questo..

http://www.apcl43.dsl.pipex.com/hiraga2.htm


Quindi qualcuno che lo ha costruito c'e'.

gabriele
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Messaggio da Giaime »

Per carità, qualche pazzo lo si trova sempre :)

Per ragioni di affidabilità però, si preferisce evitare di far dissipare così tanti watt ad un solo transistor. Se noti nel secondo link, non solo l'enorme dissipatore, ma ci sono anche 4 bjt di potenza in TO-3 montati in modo non certo semplice e accessibile.

Prova ad aprirti i datasheet dei transistor, e cerca di capire cosa significano i diagrammi della SOA e del thermal cycling, forse Nelson Pass non è stupido quando per fare 75W in classe A usa 24 (!!!) mosfet (e nota che i mosfet sono esenti dal problema del secondo breakdown, quindi per i suoi standard per 20W in classe A dovresti usare almeno 6 bjt di potenza per canale... ).

Affidabilità è la parola chiave ; )

Magari prova a dare un occhio a questo topic...
http://www.diyaudio.com/forums/showthre ... readid=193

Ciao!
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Messaggio da gserpentino »

Stavo leggendo sull'ultimo numero di CHF lo stadio in classe A proposto da Marzullo.
In Fig.9 si fa riferimento ad un circuito in push-pull, tipologia inseguitore catodico. configurazione Sziklay o CFP. (???)
Al momento non ho trovato altre info a riguardo ma assomiglia molto allo stadio finale Hiraga di cui abbiamo parlato un po' di thread fa.
Qualcuno ha qualche info da darmi?

PS : ma che fine ha fatto hobbit??

gabriele
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Messaggio da Giaime »

Stavo leggendo sull'ultimo numero di CHF lo stadio in classe A proposto da Marzullo.
In Fig.9 si fa riferimento ad un circuito in push-pull, tipologia inseguitore catodico. configurazione Sziklay o CFP. (???)
Al momento non ho trovato altre info a riguardo ma assomiglia molto allo stadio finale Hiraga di cui abbiamo parlato un po' di thread fa.
Qualcuno ha qualche info da darmi?

Originally posted by gserpentino - 17/10/2007 : 16:34:12
Ciao Gabriele,

allora, posto che dal punto di vista "elettronico" uno stadio finale che non sia in classe A di quelli "soliti" tecnicamente è errato chiamarlo push pull, in ogni caso del CFP ne avevamo parlato già mi pare, non ricordo in che topic, puoi avere molte più informazioni a riguardo se ti leggi il libro di D. Self ; )

Ciao!
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Messaggio da plovati »

allora, posto che dal punto di vista "elettronico" uno stadio finale che non sia in classe A di quelli "soliti" tecnicamente è errato chiamarlo push pull

Originally posted by Giaime - 17/10/2007 :  18:39:46
Perchè? spingi-tira, push-pull, classe A o B o Z che differenza fa?

_________
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_________
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allora, posto che dal punto di vista "elettronico" uno stadio finale che non sia in classe A di quelli "soliti" tecnicamente è errato chiamarlo push pull

Originally posted by Giaime - 17/10/2007 : 18:39:46
Perchè? spingi-tira, push-pull, classe A o B o Z che differenza fa?

_________
Piergiorgio


Originally posted by plovati - 17/10/2007 : 19:21:15
Ma sai Piergiorgio, effettivamente non ci avevo mai pensato a questo fatto. Poi ho letto alcuni scritti (se vuoi ti recupero i riferimenti) in cui giustamente si faceva notare che in uno stadio d'uscita "classico" diciamo in classe B a bjt, non c'è una azione "push pull", perchè ciò presupporrebbe che un dispositivo diminuisca la sua conduzione mentre l'altro la aumenti. Nel classe B, uno dei due dispositivi si spegne quasi subito, nell'escursione del segnale d'uscita, venendo quindi a mancare una delle due azioni. Di fatto in ogni semionda (approssimativamente) sei di fronte, dinamicamente, a due single ended che intervengono a seconda della polarità del segnale in uscita...

Un punto di vista diverso, per descrivere qualcosa di già noto ; )

Ciao!
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Messaggio da gserpentino »

Sempre nello stesso articolo si fa riferimento al fatto che e' preferibile avere (perdonatemi se dico imprecisioni) sempre un pre-driver.

Per spiegare questo Marzullo dice che l'impedenza di ingresso di 8 ohm si riflette sul VAS e con una sola coppia di transistor con beta=40, il VAS vedrebbe una impedenza di carico di 3200 ohm.

Non capisco come abbia fatto questo calcolo.

Io avrei detto 8*40 = 320 ohm.

Chi mi spiega?

gabriele
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Messaggio da Giaime »

Ciao!

Dunque ovviamente si parla di impedenza dei diffusori, non quella d'ingresso del circuito, che facciamo finta sia 8ohm resistivi. Occhio che è impossibile che i finali siano pilotati direttamente dal VAS: per cui il tuo beta = 40 è un numero inverosimile, una coppia finale - driver decente alle piccole correnti guadagna perlomeno 3000.

L'impedenza d'ingresso di uno stadio a collettore comune a bjt è circa rpigreco + (beta + 1)*Rload, ora immaginiamo un caso pratico per buttare giù qualche numero.

Immaginiamo che in condizioni dinamiche il transistor d'uscita (un solo banco acceso, l'altro è in cutoff: classe B) stia passando 1A, imponiamo un piccolo segnale di corrente su questi 1A. Immagino pure che questo duetto driver + finale sia un "darlington" perfetto, la cui analisi la puoi trovare qui:
http://www.dei.unipd.it/~pel/Elettr_I/E ... on_sol.pdf

Immaginiamo di usare un MJL3281 e un BD139, entrambi a beta = 100 @ Ic = 1A.

Otteniamo i seguenti parametri ai piccoli segnali (per quanto 1A di corrente di collettore sia un piccolo segnale... poco male, si può verificare in SPICE) per il darlington nel suo insieme:
rpigreco = 520ohm
gm = 19S
beta = 10000.

Questo riflette sul VAS un carico di circa 80kohm. Si potrebbe pensare sia un dato alto: per forza, sono le migliori condizioni possibili (dispositivi moderni, beta alto, carico facile), e comunque già questo carico è qualche ordine di grandezza più basso del carico offerto a bassa frequenza dai generatori di corrente costante che alimentano i VAS negli amplificatori "decenti". Anche se questo conta poco: tanto c'è il condensatore di polo dominante che provvede a tenere bassa l'impedenza d'uscita del nodo collettore del VAS. Ma questo accade solo alle alte frequenze... e negli amplificatori "audiofili" (nel senso cattivo del termine), con poco guadagno open loop il VAS ha impedenza d'uscita altissima per tutta la banda audio...

Due conti in più e si vede che in condizioni più difficili questa impedenza d'ingresso scende facilmente sui 10kohm, anche a basse frequenze, dove il VAS ha un'impedenza d'uscita alta... per cui viene pesantemente caricato, il guadagno open loop crolla e la distorsione schizza. Soluzioni?

- l'uso di dispositivi moderni ad alto beta e basso beta drop;
- l'uso di tripletta alla Leach;
- l'uso di un buffer tra VAS e stadio d'uscita.

Tutte soluzioni note e documentate... il solito libro di Self è esaustivo a riguardo ; )

Ora, io l'articolo che citi non ce l'ho sottomano, per cui non ti so dire se c'è un problema di interpretazione, di errori di calcolo, o che altro, io mi sono limitato a dare una valutazione MOLTO di massima, giusto per farsi un'idea...

PS con i mosfet è PEGGIO: purtroppo ci sono molti schemi in cui questi vengono scorrettamente pilotati direttamente dal collettore del VAS, caricandolo con le loro (non-lineari) capacità di gate-drain (quella gate-source è in bootstrap, conta poco)... bella roba :x è altresì vero che quando si provvede però a pilotarli correttamente, problemi di beta drop e carico del VAS praticamente non esistono.

Ciao!
Giaime Ugliano
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Messaggio da pimarzu »

:oops: OOOPS !!! :oops:

Non so come, ma è uscito 3200 !
Non c'è alcun calcolo misterioso, doveva proprio essere 8 x 40 = 320.

L'errore non cambia la sostanza, visto che il risultato abbassa ulteriormente l'impedenza di carico del VAS.

Il basso valore che ho adottato per il beta dei finali non deve destare meraviglia: in particolare quelli ad elevata potenza (>200W) hanno valori molto bassi - almeno gli esemplari che giungono al mercato consumer al dettaglio.
Io cerco di fare una selezione per il beta più alto, poi rimane il problema di cosa fare con gli scarti ...

Complimenti per il thread, di ottimo livello.

Cordiali saluti a tutti
Pierluigi Marzullo
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Messaggio da gserpentino »

Pierluigi Marzullo, accidenti che bella sorpresa, ben arrivato....
Sono contento della tua presenza, potrai aiutarmi/ci a dipanare svariati dubbi sullo stato solido in classe A....

Grazie ancora per gli articoli scritti, anche se non ho ancora trovato il tempo di leggermeli tutti con calma..

gabriele
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